三台阶八步开挖法在公路隧道软弱围岩施工中应用（论文）.pdf

· 99· 隧道开挖通过软弱围岩地段时，由于围岩节理发育岩体 破碎完整性差，岩质极软，并可能发生大变形。 围岩自稳能力差，伴随着地下水，有发生突水突泥和塌 方段可能，给施工带来极大困难。采用三台阶八步开挖法， 是公路软岩隧道施工方法的补充，施工过程中既能加快隧道 施工、又能保证施工安全和提高施工质量，突出了软岩隧道 分步开挖的工艺特点。 1 工艺特点 （1）施工利用空间相较增大，便于机械操作，部分软弱 围岩可直接开挖，围岩扰动小，工作效率高，施工周期短。 （2）隧道开挖方法的合理转换，是隧道开挖作用安全的 重要因素。在地质条件发生变化时，与其他施工工法转换时 间短，施工安全。 （3）在上、中、下 3个台阶分步开挖的基础上，预留核心 土，左右错开开挖，在进行核心土、仰拱开挖，有利于开挖 岩面稳定，仰拱及时封闭成环，二衬紧跟作业，最终形成稳 固的支护整体。 （4）当围岩变形较大或突发变形时，在保证施工安全和 满足不侵限的前提下，可尽快封闭成环整体稳定。 2 适用范围 适用于公路软弱围岩隧道、地质不良隧道施工采用。如千 枚岩软岩小、中度变形段 ；隧道全风化段 ；断层破碎带 ；围 岩局部粉状，节理裂隙发育层间结合极差段；自稳能力较差段。 施工时根据现场实际情况采用。 3 工艺原理 （1）“三台阶八步开挖法”，是以上台阶环形开挖为基础， 分中台阶左右侧、下台阶左右侧、核心土共 6个开挖面及仰拱 1 个开挖面和二衬浇筑 1个工作面共 8个作业面组成“三台阶 八步法”，各台阶的分步开挖与支护沿隧道纵向相互错开、交 错推进的施工方法。围岩开挖过程中利用其自身稳定性，以 前后 10个不同的位置进行开挖、支护，混凝土仰拱、衬砌施工， 及时封闭成环形成稳固的支护体系，可有效地缩短施工时间， 逐步推进施工方法。 （2）施工采用矿山法进行施工，是以新奥法原理为基础， 公路软弱围岩隧道施工过程中严格按“管超前、严注浆、弱 爆破、短进尺、强支护、早封闭、紧衬砌、勤量测”的原则 组织施工。 4 施工工艺流程 4.1 ]? ?Q 三台阶八步法开挖作业由上至下，二次衬砌施工由下 至上。 三台阶八步开挖法施工工艺流程为 ：上台阶环形开挖及上 台阶拱部初期支护（含临时支护）及钢架锁脚→中台阶左侧开 挖及边墙初期支护（含临时支护）与钢架锁脚→中台阶右侧开 挖及边墙初期支护（含临时支护）与钢架锁脚→下台阶左侧开 挖及边墙初期支护（含临时支护）与钢架锁脚→下台阶右侧开 挖及边墙初期支护与钢架锁脚→上、中、下台阶核心土开挖→ 仰拱浇筑→二次衬砌整体浇筑。三台阶八步法施工工艺流程如 图1所示。 4.2 ?]????G （1）施工前，根据工程地质水文围岩条件，结合超前地 质预报资料、设计衬砌类型、断面内轮廓线、施工方案图、 每循环进尺、爆破设计和出碴能力组织施工。 （2）初期支护顺序 ：喷射 20~50 mm厚混凝土→钢架安 装→钢筋网安装→分层复喷混凝土至设计厚度→系统锚杆施 工。喷射混凝土施工采用湿喷工艺；锚杆安装垫板并拧紧螺母； 钢筋网采用搭接，应与锚杆或其他固定装置连接牢固，隧道 开挖后，立即进行初喷混凝土作业，后进行复喷混凝土，喷 射混凝土由下而上顺序进行，喷射时喷嘴垂直岩面，调整适 ［摘 要］ d ? B
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；8 [6?剧 ? ；iM ? ；丙ua ? ? ［中图分类号］ U 455.4bbbb